加强农网防雷保护 提高供电可靠性

加强农网防雷保护 提高供电可靠性。浅谈雷电对工矿企业供电的影响及防护

摘要:变电所是电力系统重要组成部分,因此,它是防雷的重要保护部位。如果变电所发生雷击事故,将造成大面积的停电,给社会生产和人民生活带来不便,这就要求防雷措施必须十分可靠。关键词:防雷措施
进线防护
变电所是电力系统重要组成部分,因此,它是防雷的重要保护部位。如果变电所发生雷击事故,将造成大面积的停电,给社会生产和人民生活带来不便,这就要求防雷措施必须十分可靠。

摘要:本文对如何加强农村线路、变电所、低压网络的防雷保护问题进行了论述,还对提高供电可靠性的其它技术措施作了分析。
关键词:农村电网 防雷 可靠性1 前言

时间:2016-06-08 15:47点击: 次来源:网络作者:佚名评论:- 小 + 大

1 雷电的形成

农村电网一般由35kV送电线路、35kV变电所及10kV配电网和0.4kV用电网络组成,其绝缘等级不高,在雷雨季节,经常因雷害事故而造成大面积停电,给工农业生产带来损失及人们日常生活带来不便。因此,农村电网防雷是一项非常严重的工作。

雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。产生雷电的条件是雷雨云中有积累并形成极性。大气中的水蒸气是雷云形成的内因;雷云的形成也与自然界的地形以及气象条件有关。根据不同的地形及气象条件,雷电一般可分为热雷电、锋雷电、地形雷电3大类。

雷电放电是带电荷的雷云引起的放电现象,在某种大气和大地条件下,潮湿的热气流进入大气层冷凝而形成雷云,大气层中的雷云底部大多数带负电,它在地面上感应出大量的正电荷,这样,雷云和大地之间就形成了强大的电场,随着雷云的发展和运动,当空间电场强度超过大气游离放电的临界电场强度时,就会发生雷云之间或雷云对地的放电,形成雷电。按其发展方向可分为下行雷和上行雷。下行雷是在雷云产生并向大地发展的,上行雷是接地物体顶部激发起,并向雷云方向发起的。

雷击通常分为直接雷击和感应雷击两种。雷云对地面物体直接放电的现象叫直接雷击。在送电线路附近,雷云对地放电时,因电磁感应而产生强大的电动势对送电线路造成的冲击叫感应雷击。在雷电直击于架空线路后,雷电波将以光速沿线路向两侧流动,这种在导线上流动的雷电波叫雷电侵入波。在农网建设与改造过程中,切实加强防雷,可以提高农网供电可靠性。

摘要:众所周知,工矿企业一般都是连续生产,产品多是易燃易爆,如果突然停电,即会产生大量的报废产品,恢复生产又需要较长时间,因此工矿企业对供电的稳定性要求较高,在实际生产中,雷电总会对供电系统带来一定的影响,本文就雷电对工矿企业供电影响及防护做出浅析。

2 变电所的防雷措施

2 35kV送电线路防雷

关键词:雷电 防护 供电影响

变电所遭受的雷击是下行雷,主要来自两个方面:一是雷直击在变电所的电气设备上;二是架空线路的感应雷过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所。因此,直击雷和雷电波对变电所进线及变压器的破坏的防护十分重要。

(1)
防止直击雷。架空送电线路最有效的保护,是采用接地的避雷线,并且避雷线的保护角愈小,其遮蔽效果越好(一般应小于20°),但随着线路电压等级的降低,避雷线在线路造价中的比重增加较大。35kV线路一般不沿全线架设避雷线,只在发电厂、变电所进出线段架设1~2km避雷线(如线路很短,两段进线保护段架设避雷线后所剩不多,且供电性质又十分重要的除外)。

一、雷电产生的过程及分类

(1)
变电所的直击雷防护。装设避雷针是直击雷防护的主要措施,避雷针是保护电气设备、建筑物不受直接雷击的雷电接受器。它将雷吸引到自己的身上,并安全导入地中,从而保护了附近绝缘水平比它低的设备免遭雷击。

永利皇宫463网站,考虑到35kV系统是中性点不直接接地的小电流接地系统,也就是说35kV线路允许单相接地短时运行,那么在线路设计时,应把无避雷线部分线路尽量采用导线三角型排列方式,使最上面一相导线充当避雷线的作用。架设避雷线的进线段,应尽量采用导线水平排列的门型杆塔,因双避雷线对雷电流有分流作用,可降低雷击杆顶的电位,使雷击跳闸率减少。若其间有单杆双杆交替,因单双避雷线的过渡点与导线由三角形排列向水平排列的过渡点在施工过程中难以保证同一,会造成导线过渡点附近的保护角过大,而增大绕击机会。同时,双避雷线在杆顶还要互相联结并分别装设接地引下线。

雷电是大气中大量饱和水蒸汽在空间气流的作用下产生的,饱和水蒸汽上升、下降、移动过程中摩擦分裂形成两种带不同电荷的云层,在云层之间及云层对地之间就会产生一个较大的电容器。随着电荷的聚集,当电场强度达到一定值时,云层周围的空气就会被击穿,带不同电荷的云层之间及云层对地之间就会产生强烈的放电,这种自然现象就形成了雷电。

装设避雷针时对于35kV变电所必须装有独立的避雷针,并满足不发生反击的要求;对于110kV及以上的变电所,由于此类电压等级配电装置的绝缘水平较高,可以将避雷针直接装设在配电装置的架构上,因此,雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事故。

要正确认识《规范》规定的1~2km的进线段保护距离,这是指一般而言,不能死搬硬套。一般雷暴日超过40天的多雷地区,进线段应达3km或更长一点,并且还要提高进线段水泥电杆的耐雷水平(在进线段要多加一片绝缘子),尽量减少雷击造成的闪络。

二、雷电的分类及对供电系统的危害

(2)
变电所对侵入波的防护。变电所对侵入波防护的主要措施是在其进线上装设阀型避雷器。阀型避雷器的基本元件为火花间隙和非线性电阻,目前,FS系列阀型避雷器为火花间隙和非线性电阻,其主要用来保护小容量的配电装置SFZ系列阀型避雷器,主要用来保护中等及大容量变电所的电气设备;FCZ1系列磁吹阀型避雷器,主要用来保护变电所的高压电气设备。

水泥电杆的避雷线、横担和绝缘子固定部分,应有可靠的连接和接地,在雷雨季节土壤干燥时,其接地电阻在不连避雷线测量应小于30Ω。同时也要重视无避雷线的杆塔接地。无避雷线的水泥电杆、金属杆塔的接地电阻虽然一般不限制,但在年均雷暴日超过40天的地区,接地电阻也不宜超过30Ω。

按雷电的表现形式划分,可分为直击雷和感应雷,直接作用在被击物上的雷称为直击雷。当雷电击打在建筑物或线路周围,虽然未直接对建筑物或线路造成影响,但会产生较大的感应电压,这种电压称为感应过电压,这种雷称为感应雷。以上雷电的两种表现形式,都会产生高电压、大电流,对人、建筑物及设备都会产生较大的危害。

(3)
变电所的进线防护。对变电所进线实施防雷保护,其目的就是限制流经避雷器的雷电电流幅值和雷电波的陡度。当线路上出现过电压时,将有行波沿导线向变电所运动,其幅值为线路绝缘的50%冲击闪络电压,线路的冲击耐压比变电所设备的冲击耐压要高很多。因此,在靠近变电所的进线上加装避雷线是防雷的主要措施。如果没架设避雷线,当靠近变电所的进线上遭受雷击时,流经避雷器的雷电电流幅值可超过5kA,且其陡度也会超过允许值,势必会对线路造成破坏。

(2)
防止感应雷(反击)。不能把进线段的避雷线引到变电所的出线龙门架上,只能引到线路的终端杆塔处。同时也要加强线路的绝缘,即每串绝缘子要多加一个,特别是在多雷地区。另一方面,还要降低杆塔的接地电阻,防止雷击时塔顶的电位使线路绝缘发生反击。

雷电直接击中人、建筑物及电气设备时,强大的雷电流从被击建筑物、线路及杆塔流入大地时产生较大的热效应及机械效应,在大电流作用下会造成架空线路断裂甚至金属熔化,电力线路的杆塔及横担被击毁。

(4)
变压器的防护。变压器的基本保护措施是靠近变压器安装避雷器,这样可以防止线路侵入的雷电波损坏绝缘。

对35kV输电线路个别较弱的杆塔或设备,如线路交叉档、大跨越档、特殊高的杆塔和换位杆塔,要加装保护间隙和加强绝缘,万一这类杆塔发生雷击损坏,检修十分困难,势必造成长时间停电。

当雷电击中线路附近时,线路将产生强大的感应过电压,过电压可达到几十万伏,会使电气设备发生闪络和击穿,甚至引起电气设施火灾或爆炸,线路杆塔顶部会产生较高的电位,给供电系统带来较大的危害。

装设避雷器时,要尽量靠近变压器,并尽量减少连线的长度,以便减少雷电电流在连接线上的压降。同时,避雷器的接线应与变压器的金属外壳及低压侧中性点连接在一起,这样,当侵入波使避雷器动作时,作用在高压侧主绝缘上的电压就只剩下避雷器的残压了(不包括接地电阻上的电压压降),就减少了雷电对变压器破坏的机会。

3 35kV变电所的防雷

三、雷电的活动规律

(5)
变电所的防雷接地。变电所防雷保护满足要求以后,还要根据安全和工作接地的要求敷设一个统一的接地网,然后避雷针和避雷器下面增加接地体以满足防雷的要求,或者在防雷装置下敷设单独的接地体。

(1)
防止直击雷。一般35kV线路避雷线不引到屋外配电装置的门型架构上,而是将避雷线终止在线路终端杆塔上。从线路终端杆塔到屋外配电装置架构之间线路的直击雷保护,应在屋外配电装置的直击雷保护范围之内。如在35kV终端杆塔上设立避雷针,必须将这基杆塔的绝缘提高到110kV水平,且终端杆塔的接地电阻应不大于5Ω,以防发生反击事故,威胁变电所内设备安全。

雷电是一种自然现象,随意性很大,但也有一定的规律。就地区分布来讲有以下规律。

对于变电所内的主控室和35kV及以下的屋内配电装置,必须用独立避雷针保护。

1、热而潮湿的地区比冷而干燥的地区雷电活动多。

屋外配电装置一般都采用避雷针作为直击雷保护装置,但为了节约投资,如果经过验算,当避雷针上落雷时,不致使电气设备遭到反击,才可以将避雷针装在变电所的架构、照明灯塔或其它房屋建筑上,否则要采用独立避雷针保护。

2、纬度低的地区比维度高的地区雷电活动多。

避雷针除应与接地网连接外,还应在附近加装集中接地装置,避雷针与接地网的连线点到变压器与接地网的连结点沿着接地体的地中距离不得小于15m。

3、山区雷电活动较平原多,陆地雷电活动较海洋多。

(2)
防止雷电侵入波。变电所对侵入波的保护主要依靠母线上装设阀型避雷器或金属氧化物避雷器。避雷器的安装位置必须认真选择,要尽可能靠近主设备,当然也要兼顾其它的设备。当避雷器至主变压器的电气距离超过允许值时,应在变压器附近再增装一组避雷器,才能保护主设备的安全。另外,还要注意做好整个变电所的绝缘配合工作。

就企业厂区来讲有以下规律

4 10kV配电网的防雷

3.1空旷地上孤立的建筑物、厂房中高耸的建筑物容易受雷击。

配电网中杆塔的平均高度要比送电线路的杆塔低,线路的周围可能受到建筑物和树木的遮蔽,当然遭受直击雷的机会也相对少一些,但另一方面又由于配电网绝缘水平较低(因电压等级低),线间距离也较小,遭受直击雷很容易跳闸,即有容易发生雷害事故的一面。运行经验证明,配电网的雷害事故约占整个电力系统雷害事故的70%~80%。因此,必须大力加强配电网的防雷保护,才能提

3.2工厂排出导电尘埃的厂房及废弃管道上容易遭受雷击。

3.3屋顶为金属结构、地下买有大量金属管道、室内安装有大量金属设备的厂房容易受雷击。

3.4空旷地区的线路杆塔容易受雷击。

四、雷电对供电系统的影响分析

1、对供电线路的影响分析

雷电活动时,直击雷对供电设施有较强的破坏作用,损坏供电设备绝缘,造成供电系统故障,感应雷会产生较高的感应电压,使供电系统发生电压波动,从而造成供电中断。

2、对变电站的影响分析

2.1站内避雷针顶部产生高电位对地放电,站内架空线绝缘子和线路过压保护器遭受大电压冲击,较强的雷电活动容易造成站内绝缘设备击穿,从而造成接地或短路故障。

2.2强大雷电压侵入造成系统电压波动,高电压破坏设备绝缘,且造成保护装置过压报警,低电压时,持续时间达到定值要求时间时会造成高压开关柜失压动作,造成高压供电中断。

2.3对低压400V系统的影响分析

低压400V系统属于交流控制回路,系统晃电时容易造成交流接触器失压动作,造成低压装置停运,进线开关设有失压保护的低压变电所,也会造成低压变电所进线开关跳闸,整个变电所失压。

五、供电系统的雷电防护

架设避雷线是输电线路防雷基本、有效的措施,发生雷击时,通过避雷线对地放电,以减轻较高的雷电压对线路造成的损害,同时输电线路尽可能的降低接地电阻,以便发生雷击时减少杆塔的对地电位。

装设避雷针是变电所防止直击雷的常用措施,其作用是将雷电吸引到避雷针本身上来,并安全的将雷电流引入大地,从而保护设备。装设避雷针时应当将变电所的所有设备都处于避雷针的保护范围之内。另外对于35-110KV无避雷线的线路在进变电所的一段进线上必须架设避雷线以防止感应雷电的入侵。

变压器是变电所的重要电气设备,其防雷措施除了在高压母线侧装设避雷器外,还应当根据变压器的等级、容量要求在低压侧出线及中性点加装避雷器。

参考文献:

[1]中国水利水电出版社《变电运行工》主编 张洪俊 李学利

[2]中国水利水电出版社《变电检修工》主编 王向臣

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